(57)【要約】【課題】検出端子数の増加を抑えながら、大型化を容易に図ることができる投影型静電容量方式のタッチパネルを実現する。【解決手段】Ｘ電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…とＹ電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…とが直交するように配されている。Ｘ電極Ｘ１…は、３本の互いに平行に伸びる電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３と、電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３がそれぞれ一端で接続される検出端子ＴＸ１とを有している。Ｘ電極Ｘ２，Ｘ３，…も同様な構造である。また、Ｙ電極Ｙ１…は、３本の互いに平行に伸びる電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３と、電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３がそれぞれ一端で接続される検出端子ＴＹ１とを有している。同様に、Ｙ電極Ｙ２，Ｙ３，…も同様な構造である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１電極と、当該第１電極と直交する方向に配される複数の第２電極とを備えた投影型静電容量方式のタッチパネルにおいて、
前記第１電極が１つの端子に接続される複数の副電極を有する一方、前記第２電極が１つの端子に接続される複数の副電極を有していることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記第１電極における前記副電極の一部が隣接する前記第１電極の副電極の間に配され、前記第２電極における前記副電極の一部が隣接する前記第２電極の副電極の間に配されていることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影型静電容量方式（プロジェクテッドキャパシティブ方式）のタッチパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルには、すでに各種の方式が実用化されているが、近年、静電容量方式のタッチパネルの利用が進んでいる（例えば特許文献１の図２７および段落０１１０参照）。静電容量方式のタッチパネルは、指先と導電膜との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出するが、指が表面に近づくだけで静電結合が起きるため、軽く操作性が特徴となっている。特に、投影型静電容量方式（プロジェクテッドキャパシティブ方式）のタッチパネルは、指先の多点検出が可能なため、複雑な指示を行うことができるという良好な操作性を備える。その操作性の良さから、投影型静電容量方式のタッチパネルは、携帯電話や携帯型音楽プレーヤなどの小型の表示装置を有する機器における表示面上の入力装置として利用が進んでいる。
【０００３】
このような投影型静電容量方式のタッチパネルは、図６（ａ）に示すＸ電極ｘ１，ｘ２，ｘ３，…と、図６（ｂ）に示すＹ電極ｙ１，ｙ２，ｙ３，…とが図示しない透明基板に設けられている。Ｘ電極ｘ１，ｘ２，ｘ３，…は平行に配され、その長手方向に、対向する２つの角が並ぶように多数の方形が配された構成をなしている。また、Ｙ電極ｙ１，ｙ２，ｙ３，…も同様に、平行に配され、その長手方向に、対向する２つの角が並ぶように多数の方形が配された構成をなしている。これにより、このタッチパネルは、図６（ａ）に示すように、方形が僅かな隙間を残してタッチパネル面を埋めつくすように配される。
【０００４】
上記の投影型静電容量方式のタッチパネルでは、図７に示すように、指Ｆに対して、Ｘ電極ｘ１，ｘ２，ｘ３，…およびＹ電極ｙ１，ｙ２，ｙ３，…の方形部分が十分小さいので（約２．５ｍｍ角）、Ｘ電極およびＹ電極と指Ｆとの間が静電容量結合する。これにより、指Ｆでタッチした位置が、Ｘ方向およびＹ方向で検出される。
【特許文献１】特表２００６−５２０９７０号公報（２００６年９月１４日公表）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ような構造のタッチパネルを大型の表示パネルに組み込む場合、単純に各電極の検出端子が増加することになる。しかしながら、検出端子数が増加することにより、タッチパネルを駆動するコントローラＩＣの端子数も増加することになり、汎用のコントローラＩＣを利用できないという不都合がある。このため、コストおよび回路の実現性において、制約が生じる。
【０００６】
また、検出端子数を増加させないようにするには、図７に示す構造を相似的に大きくして、図８に示すように構成することが考えられる。しかしながら、このように大型化した場合、指Ｆに対して、Ｘ電極ｘ１，ｘ２，ｘ３，…およびＹ電極ｙ１，ｙ２，ｙ３，…の方形部分が大きくなるので（指先によるタッチエリアの面積の半分以上（約５ｍｍ角））、Ｘ電極およびＹ電極と指Ｆとの間で静電容量結合がＸ方向とＹ方向とで偏りが生じる。これにより、Ｘ方向およびＹ方向の位置検出が同じ位置で得られなくなる。図８に示す例では、一点鎖線で示すように、Ｘ電極ｘ３でのみ反応している。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出端子数の増加を抑えながら、大型化を容易に図ることができる投影型静電容量方式のタッチパネルを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るタッチパネルは、複数の第１電極と、当該第１電極と直交する方向に配される複数の第２電極とを備えた投影型静電容量方式のタッチパネルにおいて、上記課題を解決するために、前記第１電極が１つの端子に接続される複数の副電極を有する一方、前記第２電極が１つの端子に接続される複数の副電極を有していることを特徴としている。
【０００９】
上記の構成では、第１電極および第２電極が複数の副電極を有するので、全体の電極数を増加させることにより、副電極を大きくする必要がなくなる。これにより、指に対して、第１電極および第２電極と指Ｆとの間で適正に静電容量結合を確保することができる。また、端子数の増加を抑えることができる。
【００１０】
前記のタッチパネルにおいては、前記第１電極における前記副電極の一部（ａ電極）が隣接する前記第１電極の副電極（ｂ電極）の間に配され、同様に、前記第２電極における前記副電極の一部が隣接する前記第２電極の副電極の間に配されていることが好ましい。これにより、上記のａ電極とｂ電極とが同時に指でタッチされると、中間的な電位を検出することができる。したがって、端子数を増加させることなく、分解能を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るタッチパネルは、以上のように、第１電極が１つの端子に接続される複数の副電極を有する一方、前記第１電極に直交する第２電極が１つの端子に接続される複数の副電極を有しているので、検出端子数の増加を抑えながら、大型化を容易に図ることができる投影型静電容量方式のタッチパネルを実現することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施形態について図１ないし図５に基づいて説明すると、以下の通りである。
【００１３】
図２は、本発明の一実施の形態に係るタッチパネル１の構成を示している。また、図１は、上記のタッチパネル１の電極構造を示している。
【００１４】
図２に示すように、投影型静電容量方式のタッチパネル１は、対向して配される２枚の透明板２，３を有している。透明板２，３は、透光性を有するガラスやプラスチックなどの板状やフィルム状の材料からなる。透明板２の内側面には、複数の透明なＸ電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…が互いに平行に同一方向へ伸びるように形成されている。一方、ガラス基板３の内側面には、複数の透明なＹ電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…が互いに平行に同一方向へ伸びるように形成されている。また、Ｘ電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…およびＹ電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…には、ＩＣによって構成されるコントローラ４から交流信号が供給される。
【００１５】
なお、Ｘ電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…とＹ電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…とは、上記の構成以外に、１枚の透明板の両面にそれぞれ形成されていてもよい。この構成では、透明板の電極が形成される面がハードコートによって保護されている。
【００１６】
続いて、Ｘ電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…およびＹ電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…の構造について説明する。
【００１７】
図１に（ａ）に示すように、Ｘ電極Ｘ１…は、３本の互いに平行に伸びる電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３と、電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３がそれぞれ一端で接続される検出端子ＴＸ１とを有している。同様に、Ｘ電極Ｘ２…は、３本の互いに平行に伸びる電極Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３と、電極Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３がそれぞれ一端で接続される検出端子ＴＸ２とを有している。以降、図示しないが、Ｘ電極Ｘ３，Ｘ４，…も同様な構造である。
【００１８】
また、図１（ｂ）に示すように、Ｙ電極Ｙ１…は、３本の互いに平行に伸びる電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３と、電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３がそれぞれ一端で接続される検出端子ＴＹ１とを有している。同様に、Ｙ電極Ｙ２…は、３本の互いに平行に伸びる電極Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３と、電極Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３がそれぞれ一端で接続される検出端子ＴＹ２とを有している。以降、図示しないが、Ｘ電極Ｘ３，Ｘ４，…も同様な構造である。
【００１９】
電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３，…は、その長手方向に、対向する２つの角が並ぶように多数の方形が配された構成をなしている。同様に、電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３，…は、その長手方向に、対向する２つの角が並ぶように多数の方形が配された構成をなしている。
【００２０】
図１（ｃ）に示すように、Ｘ電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…とＹ電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…とが直交するように配されている。具体的には、例えば、Ｘ電極Ｘ１については、隣接するＸ電極Ｘ１１，Ｘ１２の間に形成される領域、および隣接するＸ電極Ｘ１２，Ｘ１３の間に形成される６角形の領域に、Ｙ電極Ｙ１のＹ電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…の方形の部分が位置するように配されている。同様にして、隣接する電極同士で僅かな隙間を間においてタッチパネル面を覆うように、Ｘ電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…とＹ電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…とが配される。
【００２１】
また、電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３，…および電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３，…の方形の部分の大きさは、約２．５ｍｍ角であり、図８（ｃ）に示す従来の電極と同じである。
【００２２】
このような構造では、各Ｘ電極Ｘ１，Ｘ２，…が、それぞれ１つの検出端子ＴＸ１，ＴＸ２，…に３本ずつの電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，電極Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３，…が接続され、各Ｙ電極Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…が、それぞれ１つの検出端子ＴＹ１，ＴＹ２，…に３本ずつの電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，電極Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３，…に接続されている。
【００２３】
このような構造により、図１（ｃ）に示すように、電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，…および電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，…の方形部分が、指Ｆに対して、図７に示す従来の構造と同様に十分小さいので、Ｘ電極およびＹ電極と指Ｆとの間が静電容量結合する。これにより、指Ｆでタッチした位置が、Ｘ方向およびＹ方向で検出される。
【００２４】
したがって、図７に示す構成のように検出端子ＴＸ１，ＴＸ２，…および検出端子ＴＹ１，ＴＹ２，…の数を増加させることなく、かつ図８に示す構成のように電極を大きくすることなく、タッチパネル１の大型化が可能となる。
【００２５】
続いて、本実施の形態の変形例について説明する。
【００２６】
図３は、この変形例の電極構造を示している。
【００２７】
図３に示すように、Ｘ電極Ｘｎ，Ｘｎ＋１，Ｘｎ＋２，…は、それぞれ４本ずつの電極Ｘｎ１〜Ｘｎ４，Ｘ（ｎ＋１）１〜Ｘ（ｎ＋１）４，Ｘ（ｎ＋２）１〜Ｘ（ｎ＋２）４，…と、電極Ｘｎ１〜Ｘｎ４，Ｘ（ｎ＋１）１〜Ｘ（ｎ＋１）４，Ｘ（ｎ＋２）１〜Ｘ（ｎ＋２）４，…がそれぞれ一端で接続される検出端子ＴＸｎ，ＴＸｎ＋１，ＴＸｎ＋２，…とを有している。
【００２８】
また、Ｘ電極Ｘｎについては、真中で隣接する２本の電極Ｘｎ２，Ｘｎ３が領域Ａに配され、右端の電極Ｘｎ４が電極Ｘｎ３の隣に配された電極Ｘ（ｎ＋１）１の隣に配されている。これらの電極Ｘｎ４，Ｘ（ｎ＋１）１は領域Ｂに配されている。電極Ｘｎ１は、領域Ａの左隣の領域に他の電極と並んで配されている。Ｘ電極Ｘｎ＋１については、真中で隣接する２本の電極Ｘ（ｎ＋１）２，Ｘ（ｎ＋１）３が領域Ｃに配され、右端の電極Ｘ（ｎ＋１）４が電極Ｘ（ｎ＋１）３の隣に配された電極Ｘ（ｎ＋２）１の隣に配されている。これらの電極Ｘ（ｎ＋１）４，Ｘ（ｎ＋２）１は領域Ｄに配されている。Ｘ電極Ｘｎ＋２については、真中で隣接する２本の電極Ｘ（ｎ＋２）２，Ｘ（ｎ＋２）３が領域Ｅに配され、右端の電極Ｘ（ｎ＋２）４が電極Ｘ（ｎ＋２）３の隣に配された電極１の隣に配されている。これらの電極Ｘ（ｎ＋１）４，Ｘ（ｎ＋２）１は領域Ｅの右隣の領域に配されている。
【００２９】
このように、Ｘ電極Ｘｎ，Ｘｎ＋１，Ｘｎ＋２，…は、それぞれ両端の２本の電極Ｘｎ１，Ｘｎ４，電極Ｘ（ｎ＋１）１，Ｘ（ｎ＋１）４，電極Ｘ（ｎ＋２）１，Ｘ（ｎ＋２）４，…が、隣り合う電極と入れ替えられた構造を有している。
【００３０】
なお、隣接するＸ電極同士の各電極の入れ替え配置は、上記の例に限定されない。また、便宜上、図３では、Ｘ電極Ｘｎ，Ｘｎ＋１，Ｘｎ＋２，…についてのみ説明しているが、Ｙ電極についても同様の構成となることは勿論である。さらに、図３において、電極Ｘｎ１〜Ｘｎ４，Ｘ（ｎ＋１）１〜Ｘ（ｎ＋１）４，Ｘ（ｎ＋２）１〜Ｘ（ｎ＋２）４，…は、真っ直ぐに伸びるように描かれているが、図１（ａ）に示すような構造であることは言うまでもない。
【００３１】
このようなＸ電極Ｘｎ，Ｘｎ＋１，Ｘｎ＋２，…の構造では、表１に示すように、指Ｆがタッチする位置情報は、各領域Ａ〜Ｅについて、下記のような組み合わせとなる。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
例えば、領域Ａがタッチされると、電極Ｘｎより“２”の値が検出され、領域Ｂがタッチされると、電極Ｘｎ，Ｘｎ＋１よりそれぞれ“１”の値が検出される。また、領域Ｃがタッチされると、電極Ｘｎ＋１より“２”の値が検出され、領域Ｄがタッチされると、電極Ｘｎ＋１，Ｘｎ＋２よりそれぞれ“１”の値が検出される。さらに、領域Ｅがタッチされると、電極Ｘｎ＋２より“２”の値が検出される。
【００３４】
このような電極配置では、Ｘ電極（Ｙ電極）同士で電極を入れ替えて配置することにより、領域Ｂ，Ｄのように、中間的な位置情報を得ることができる。このように、Ｘ電極（Ｙ電極）における電極の一部が隣接するＸ電極（Ｙ電極）の電極の間に配されていることにより、検出端子数を増加させることなく、分解能を高めることができる。
【００３５】
これに対し、図４に示す構成（図１（ａ）に示す構成に対応）では、各Ｘ電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…がそれぞれの領域に配されている。したがって、各領域がタッチされた場合は、各領域に対応する値が検出される。また、図５に示す構成（図７に示す構成に対応）では、各Ｘ電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…もそれぞれの領域に配されている。したがって、各領域がタッチされた場合は、各領域に対応する値が検出される。このように、図４および図５に示す構成では、検出端子数に応じた分解能しか得られない。
【００３６】
なお、タッチパネル１における電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３，…および電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３，…は、方形が連なる構造を有しているが、それには限定されない。例えば、電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３，…および電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３，…は、互いに直交して配置された状態で、タッチパネル面を覆うようにできれば、三角形や六角形などが連なる構造であってもよい。
【００３７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のタッチパネルは、１つの検出端子に複数の電極を接続することによって、端子数を増加させることなく、タッチパネルの大型化を図ることができるので、投影型静電容量方式のタッチパネルをより大型の機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）ないし（ｃ）本発明の実施の一形態を示すタッチパネルの電極構造を示す平面図である。
【図２】上記タッチパネルの構成を示す図である。
【図３】上記タッチパネルにおける電極構造の変形例を示す図である。
【図４】図１（ａ）の電極構造に対する電極構造の各領域に対応したことを示す図である。
【図５】図７の電極構造に対する電極構造の各領域に対応したことを示す図である。
【図６】（ａ）ないし（ｃ）は従来の投影型静電容量方式のタッチパネルの電極構造を示す平面図である。
【図７】従来の投影型静電容量方式のタッチパネルを指でタッチした状態を示す図である。
【図８】図７の投影型静電容量方式のタッチパネルを相似的に大きくしたタッチパネルを指でタッチした状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１            タッチパネル
Ｘ１，Ｘ２，…  Ｘ電極（第１電極）
Ｙ１，Ｙ２，…  Ｙ電極（第２電極）
Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，  電極（副電極）
Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，  電極（副電極）
ＴＸ１，ＴＸ２，…  検出端子（端子）
ＴＹ１，ＴＹ２，…  検出端子（端子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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